题目内容

【题目】已知正方形ABCD中,E为对角线BD上一点,过E点作EF⊥BD交BC于F,连接DF,G为DF中点,连接EG,CG.

(1)求证:EG=CG;

(2)将图①中△BEF绕B点逆时针旋转45°,如图②所示,取DF中点G,连接EG,CG.

问(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;

(3)将图①中△BEF绕B点旋转任意角度,如图③所示,再连接相应的线段,问(1)中的结论是否仍然成立?通过观察你还能得出什么结论(均不要求证明).

【答案】详见解析.

【解析】试题分析:(1)利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可证出CG=EG.

(2)结论仍然成立,连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点;再证明△DAG≌△DCG,得出AG=CG;再证出△DMG≌△FNG,得到MG=NG;再证明△AMG≌△ENG,得出AG=EG;最后证出CG=EG.

(3)结论依然成立.还知道EG⊥CG.

(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,

∴∠DCF=90°,

在Rt△FCD中,

∵G为DF的中点,

∴CG=FD,

同理,在Rt△DEF中,

EG=FD,

∴CG=EG.

(2)解:(1)中结论仍然成立,即EG=CG.

证法一:连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点.

在△DAG与△DCG中,

∵AD=CD,∠ADG=∠CDG,DG=DG,

∴△DAG≌△DCG(SAS),

∴AG=CG;

在△DMG与△FNG中,

∵∠DGM=∠FGN,FG=DG,∠MDG=∠NFG,

∴△DMG≌△FNG(ASA),

∴MG=NG;

∵∠EAM=∠AEN=∠AMN=90°,

∴四边形AENM是矩形,

在矩形AENM中,AM=EN,

在△AMG与△ENG中,

∵AM=EN,∠AMG=∠ENG,MG=NG,

∴△AMG≌△ENG(SAS),

∴AG=EG,

∴EG=CG.

证法二:延长CG至M,使MG=CG,

连接MF,ME,EC,

在△DCG与△FMG中,

∵FG=DG,∠MGF=∠CGD,MG=CG,

∴△DCG≌△FMG.

∴MF=CD,∠FMG=∠DCG,

∴MF∥CD∥AB,

∴EF⊥MF.

在Rt△MFE与Rt△CBE中,

∵MF=CB,∠MFE=∠EBC,EF=BE,

∴△MFE≌△CBE

∴∠MEF=∠CEB.

∴∠MEC=∠MEF+∠FEC=∠CEB+∠CEF=90°,

∴△MEC为直角三角形.

∵MG=CG,

∴EG=MC,

∴EG=CG.

(3)解:(1)中的结论仍然成立.理由如下:

过F作CD的平行线并延长CG交于M点,连接EM、EC,过F作FN垂直于AB于N.

由于G为FD中点,易证△CDG≌△MFG,得到CD=FM,

又因为BE=EF,易证∠EFM=∠EBC,则△EFM≌△EBC,∠FEM=∠BEC,EM=EC

∵∠FEC+∠BEC=90°,∴∠FEC+∠FEM=90°,即∠MEC=90°,

∴△MEC是等腰直角三角形,

∵G为CM中点,

∴EG=CG,EG⊥CG.

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